Racjonalista - Strona głównaDo treści


Fundusz Racjonalisty

Wesprzyj nas..
Zarejestrowaliśmy
157.261.579 wizyt
Ponad 1063 autorów napisało dla nas 7302 tekstów. Zajęłyby one 28805 stron A4

Wyszukaj na stronach:

Kryteria szczegółowe

Najnowsze strony..
Archiwum streszczeń..

 Czy jesteś zadowolony/a z życia?
Tak
Nie
Nie wiem
  

Oddano 640 głosów.
Chcesz wiedzieć więcej?
Zamów dobrą książkę.
Propozycje Racjonalisty:
Sklepik "Racjonalisty"

Złota myśl Racjonalisty:
"Nie wierzę w Boga, ponieważ nie wierzę w krasnoludki".
 Nauka » Astronomia » Budujemy własny teleskop

Projekt rozmieszczenia elementów optycznych
Autor tekstu:

Po zakupieniu podstawowych elementów opisanych w poprzednim artykule, pozostaje nam do wykonania pięć podstawowych elementów naszego teleskopu:

  1. Tubus — w którym umieszczone będą wszystkie elementy

  2. Pająk — rusztowanie dla zwierciadła wtórnego

  3. Cela — montaż zwierciadła głównego

  4. Wyciąg okularowy — który posłuży do korekcji ostrości obrazu

  5. Statyw Dobsona — na którym będzie obracać się tubus

Zanim jednak zabierzemy się za budowanie czegokolwiek, należy wykonać plany rozmieszczenia elementów optycznych w tubusie. Do tego celu można wybrać dwa programy freeware:

  • NEWT for Windows — najbardziej rozbudowany i użyteczny program freeware do projektowania teleskopu.
  • Newtonian Telescope Design Planner — aplikacja web, oprócz planów tubusu posiada kalkulatory dotyczące zwierciadła wtórnego i okularów.

Najważniejsze w całym układzie jest odpowiednie wycięcie w tubusie otworu na wyciąg okularowy oraz adekwatne umieszczenie pająka i celi. Do projektu wystarczy formuła poniżej, powyższych programów należy użyć w celu dodatkowej weryfikacji.


Rycina 73. Wymiary niezbędne podczas planowania rozmieszczenia zwierciadeł i wyciągu w teleskopie. (Na podstawie Cash-Le Pennec [ 1 ]). Patrz wyjaśnienia poniżej.

A + B = długość ogniskowej,

C = odległość od końca tubusu do powierzchni odblaskowej zwierciadła głównego, zależy od rozmiarów celi i grubości zwierciadła,

D = odległość od końca tubusu do środka otworu na wyciąg okularowy,

R = promień tubusu,

Fh + 2 cm = wysokość wsuniętego wyciągu okularowego plus 2 cm tolerancji (różne okulary, różne oczy obserwatorów).

Załóżmy, że długość ogniskowej wynosi A + B = 1200 mm, wysokość wyciągu okularowego Fh + 2 cm = 40 mm (+20 mm), promień tubusu R = 128 mm, a odległość od końca tubusu do powierzchni odblaskowej zwierciadła głównego C = 100 mm. Należy użyć następnie poniższego wzoru:

A = (A+B) — [R + (Fh + 2cm)]

Czyli w tym przypadku:

A = 1200 — [128 + (40 + 20)] = 1012 mm

Aby uzyskać odległość od końca tubusu do środka otworu na wyciąg okularowy:

D = A + C

D = 1012 + 100 = 1112 mm

Należy kilka razy przeliczyć tę wartość, aby nie wyciąć otworu w złym miejscu, warto również zachować wycięty krążek. Aby upewnić się, czy projekt nie ma żadnych negatywnych skutków na działanie optyki, należy użyć wspomnianego wyżej oprogramowania. Ja przedstawiam projekt teleskopu wykonany za pomocą NEWT, gdyż oprócz wymiarów daje on wiele użytecznych informacji, włączając w to rozmieszczenie ewentualnych przesłon, użyteczne wydruki i skaluje w rzeczywistości wykres w zależności od danych.


Rycina 74. Aby wprowadzić dane planowego teleskopu należy kliknąć na 'Edit', potem na 'Specifications'. Wybieramy jednostkę pomiarową w milimetrach. Opis poniżej.

Wpisujemy w każde pole:

Optics (Optyka)
Primary Diameter — średnica zwierciadła głównego
Focal Ratio — światłosiła — podziel długość ogniskowej przez średnicę zwierciadła głównego
Diagonal Minor Axis — mniejsza przekątna zwierciadła wtórnego

Tube (Tubus)
Tube Inside Diameter — wewnętrzna średnica tubusu
Tube Thickness — grubość ściany tubusu
Focuser to Front of Tube — odległość środka wyciągu do przodu tubusu
Mirror Face To Back of Tube — odległość powierzchni odblaskowej zwierciadła głównego od końca tubusu

Focuser (Wyciąg Okularowy)
Focuser Height — wysokość wsuniętego wyciągu okularowego
Spare Focuser in Travel — dodatkowa tolerancja dla wyciągu
Additional Height for Camera — dodatkowa wysokość dla mocowania aparatu fotograficznego
Focuser Inside Diameter — wewnętrzna średnica wyciągu okularowego

Jeśli chcemy wykonać przesłony o takiej samej średnicy wybieramy opcję 'Fixed Diameter Baffles'. Kwestia wykonania przesłon zostanie omówiona później.


Rycina 75. Po wprowadzeniu danych pojawi się schemat teleskopu. Powiększenie wyciągu można uzyskać klikając na 'View', następnie na 'Create focuser window'. Wymiary można wyświetlić również klikając na 'View', następnie na 'Dimensions'.

Promień środkowy oznaczony jest na zielono, promień na granicy w 100% oświetlonej strefy na czerwono, promień na granicy w 75% oświetlonej strefy — na żółto. Schemat oprócz symulacji odbicia promieni pokazuje również rozmieszczenie przesłon. Na dole ekranu pojawi się tabela, która powinna wyglądać w ten sposób:


Rycina 76. Jeśli wymiary są odpowiednie, dane w tabeli będą pokazane w czarnym kolorze. Czerwony kolor pojawi się, gdy elementy zostaną rozmieszczone w zły sposób. Opis poniżej.
Diagonal too small to admit 100% ray: NO/YES Zwierciadło wtórne zbyt małe, aby odbić promienie z w 100% oświetlonej strefy: NIE/TAK

Jeśli pojawi się YES, należy zastosować większe zwierciadło wtórne, albo umiejscowić pająka bliżej początku tubusu.

Vignetting of 75% ray at front aperture: None/YES Winietowanie promieni w 75% oświetlonej strefy na początku tubusu: NIE/TAK

Jeśli pojawi się YES, należy wykonać tubus o większej średnicy.

Vignetting at focuser of 100% ray: None/Yes
Vignetting at focuser of 75% ray: None/Yes

Winietowanie promieni w 100% / 75% oświetlonej strefy na wyciągu: NIE/TAK

Jeśli pojawi się YES w którymkolwiek przypadku, należy zastosować krótszy wyciąg (najlepiej niskoprofilowy) albo/i wyciąg o większej średnicy wewnętrznej. Można wypróbować również różne średnice tubusu.

Winietowanie to przyciemnienie obrazu, które zachodzi za każdym razem, gdy stożek światła zatrzymuje się na przeszkodach zanim dotrze do okularu. Najczęstszym problemem jest wyciąg okularowy; wysokie i wąskie wyciągi zwiększają ryzyko odcinania promieni. Użycie szerokiego, niskoprofilowego wyciągu może być najlepszym rozwiązaniem w tym przypadku. Winietowanie może nastąpić również, gdy tubus posiada zbyt małą średnicę bądź gdy przesłony są zbyt wysokie.

Gdy klikniemy na 'Edit', następnie 'Display Baffle List' pojawi się okno przedstawiające rozmieszczenie przesłon. Przesłony mogą mieć tą samą średnicę, bądź sukcesywnie zmniejszającą się ku zwierciadle. W drugim przypadku należy usunąć tą opcję ze 'Specifications', wtedy jednak ich wykonanie będzie trudniejsze.


Rycina 77. Umiejscowienie przesłon mierzone od końca tubusu oraz ich średnica. W tabeli przedstawiono przesłony od końca tubusu do zwierciadła wtórnego (seen thru diagonal), poniżej przesłony od zwierciadła wtórnego ku początkowi tubusu (seen past diagonal) oraz średnicę przesłony początkowej (front baffle).

Do czego potrzebne są przesłony? Ich zadaniem jest redukcja odbicia światła wewnątrz tubusu, które może spowodować utratę kontrastu obrazów. Niepożądane światło może pochodzić np. z pobliskiej lampy ulicznej czy samochodów. Nadmierna ilość światła może pochodzić nawet z Księżyca w pełni albo z jasnych planet. Tak więc oprócz wyczernienia tubusu matową farbą, warto zainstalować przesłony, zwłaszcza gdy będziemy obserwować niebo w mieście. Odpowiednio umieszczone zapewnią, że odbite światło nie będzie docierało do zwierciadła wtórnego. Nieprawidłowo rozmieszczone mogą spowodować powstawanie zawirowań powietrza, dlatego też powinny znajdować się relatywnie blisko siebie. Wystarczy postępować według planów NEWT, można również poeksperymentować dodając dodatkowe przesłony ponad otworem wyciągu.

Istnieje wiele sposobów zamontowania przesłon. Wykonać je można z cienkiego drewna lub metalu, muszą być przy tym matowe i wyczernione. Najłatwiejszym jednak sposobem, który przedstawiam również w moim artykule, jest wykonanie przesłon z matowej pianki izolacyjnej służącej do uszczelniania okien.

Jeśli nie jesteście przekonani co do przesłon, możecie spróbować wpierw z tylko wyczernionym tubusem i zainstalować je później. W Internecie toczy się od dawna debata na temat użyteczności przesłon. Ja jestem ich zwolennikiem i również polecam ich zainstalowanie. Nigdy nie miałem problemów z kontrastem, a większość obserwacji prowadziłem w rozświetlonym mieście.


Rycina 78. Przesłony zapobiegają wewnętrznym odbiciom światła, które mogą zdarzyć się nawet w dobrze wyczernionym tubusie. Zauważcie, że na zdjęciu po lewej, mimo że było one wykonane w jasnym pokoju, widać tylko dwie przesłony, wnętrze teleskopu jest ciemne. Zdjęcie po prawej przedstawia widok przez otwór wyciągu okularowego — zauważcie jak ciemnieje tubus po każdej przesłonie (w środku widać zwierciadło wtórne). Jeśli powrócicie do artykułu Teleskop newtonowski — co to jest?, zwróćcie uwagę na Rycinę 2, gdzie widać przesłony oświetlone lampą błyskową.

NEWT daje również możliwość obliczenia powiększenia zastosowanych okularów. Można również pokombinować z różnymi wariantami, klikając na 'Edit', następnie na 'Eyepieces'.


Rycina 79. Wpisując długość ogniskowej okularu i jego pole widzenia możemy uzyskać jego powiększenie (power) oraz średnicę źrenicy wyjściowej (exit pupil).

Aby wyświetlić możliwości teleskopu należy kliknąć na 'View', następnie na 'Display Performance Info'.


Rycina 80. Teoretyczne właściwości teleskopu. Przetłumaczone poniżej.

Teoretyczna wykrywalna wielkość gwiazdowa dla obiektywu o średnicy 203 mm wynosi 13.3m .
Zasłonięcie powierzchni zwierciadła głównego przez zwierciadło wtórne wynosi 4%, co powoduje redukcję w zdolności do zbierania światła.

Teoretyczna rozdzielczość obiektywu o średnicy 203 mm wynosi 0,57 sekundy kątowej.
Zasłonięcie średnicy zwierciadła głównego przez zwierciadło wtórne wynosi 19%, co ma wpływ na jakość obrazów poprzez zwiększenie dyfrakcji i obniżenie kontrastu.

Maksymalne użyteczne powiększenie wynosi 400x (50x na każdy cal średnicy).
Minimalne użyteczne powiększenie wynosi 29x (dla źrenicy wyjściowej o średnicy 7mm).

Kątowe pole widzenia dla w 100% oświetlonej strefy wynosi 0,4934 stopnia (porównaj z artykułem opisującym wybór zwierciadła wtórnego).
Jej średnica wynosi 10,21 cala.
Kątowe pole widzenia dla w 75% oświetlonej strefy wynosi 1,241 stopnia. Jej średnica wynosi 25,67 cala.

Po przeanalizowaniu planów i ewentualnych poprawkach w projekcie, można wszystkie dane wydrukować w jednym dokumencie za pomocą opcji 'Print'. Po ukończeniu planów można zabrać się za budowę poszczególnych elementów.


<<< Wybór dodatkowych elementów ||| Wykonanie celi, pająka, tubusu i wyciągu >>>



 Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też:
Wykonanie celi, pająka, tubusu i wyciągu
Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu

 Dodaj komentarz do strony..   


 Przypisy:
[ 1 ] Ray Cash-Le Pennec jest aktywnym działaczem The San Francisco Sidewalk Astronomers (Chodnikowi Astronomowie z San Francisco), klubu który zrzesza entuzjastów popularyzujących eksplorację nieba wśród przypadkowych przechodniów miejskich chodników. Jednym z założycieli SFSA jest John Dobson — twórca statywu, który rozpowszechnił teleskopy na niespodziewaną wcześniej skalę. Autorzy wyrazili życzliwą zgodę na przetłumaczenie, reprodukcję i modyfikację planów w serwisie Racjonalista.pl.

« Budujemy własny teleskop   (Publikacja: 30-06-2006 Ostatnia zmiana: 10-07-2006)

 Wyślij mailem..     
Wersja do druku    PDF    MS Word

Marcin Klapczyński
Ukończył biologię molekularną na Uniwersytecie Adama Mickiewicza w Poznaniu. Pracował jako Research Specialist in Health Science w Department of Anatomy and Cell Biology na University of Illinois w Chicago. Obecnie pracuje jako Associate Cell Biologist / Histologist w Abbott Laboratories (Illinois). Specjalizuje się w ekspresji białek 'od zera', hodowlach linii komórkowych, symulacji in vitro procesów zachodzących w komórkach. Jego pasją jest teoria ewolucji, w szczególności ewolucja systemów biochemicznych i pochodzenie życia we Wszechświecie.

 Liczba tekstów na portalu: 22  Pokaż inne teksty autora
 Liczba tłumaczeń: 1  Pokaż tłumaczenia autora
 Najnowszy tekst autora: Wykonanie statywu Dobsona, złożenie i kolimacja teleskopu
Wszelkie prawa zastrzeżone. Prawa autorskie tego tekstu należą do autora i/lub serwisu Racjonalista.pl. Żadna część tego tekstu nie może być przedrukowywana, reprodukowana ani wykorzystywana w jakiejkolwiek formie, bez zgody właściciela praw autorskich. Wszelkie naruszenia praw autorskich podlegają sankcjom przewidzianym w kodeksie karnym i ustawie o prawie autorskim i prawach pokrewnych.
str. 4887 
   Chcesz mieć więcej? Załóż konto czytelnika
[ Regulamin publikacji ] [ Bannery ] [ Mapa portalu ] [ Reklama ] [ Sklep ] [ Zarejestruj się ] [ Kontakt ]
Racjonalista © Copyright 2000-2018 (e-mail: redakcja | administrator)
Fundacja Wolnej Myśli, konto bankowe 101140 2017 0000 4002 1048 6365